Ферменты характеризуются следующими основными свойствами.
1. Все ферменты представляют собой глобулярные белки.
2. Информация о ферментах, как и о других белках, закодирована в ДНК.
3. Ферменты действуют как катализаторы.
4. Присутствие ферментов не влияет ни на природу, ни на свойства конечного продукта (или продуктов) реакции.
5. Ферменты действуют чрезвычайно эффективно, т. е. очень малое количество фермента вызывает превращение больших количеств субстрата. Одна молекула каталазы способна, например, при температуре тела разложить за одну секунду на воду и кислород около 600 тысяч молекул пероксида водорода. Можно сравнить эффективность каталазы и такого, например, неорганического катализатора, как диоксид марганца, добавив их по отдельности к пероксиду водорода и измерив скорость выделения кислорода. (Хорошим источником каталазы служит печень). В среднем ферменты способны катализировать около 1000 реакций в секунду. Без катализаторов реакции протекали бы в миллионы раз медленнее.
6. Ферменты высокоспецифичны, т. е. один фермент катализирует обычно только одну реакцию. Каталаза, например, катализирует только расщепление пероксида водорода.
7. Катализируемая ферментом реакция обратима.
8. Активность ферментов меняется в зависимости от рН и температуры, а также от концентрации как субстрата, так и самого фермента (об этих факторах мы будем говорить в разд. 4.3).
9. Ферменты снижают энергию активации катализируемой реакции.
10. В молекуле фермента есть активный центр, который вступает в контакт с субстратом. Этот активный центр имеет особую форму.
Энергия активации
Представим себе смесь бензина и кислорода. Реакция между этими двумя веществами с термодинамической точки зрения возможна, но она не пойдет без затраты некоторого количества энергии, поступившей, например, в форме простой искры. Так же обстоит дело и со спичкой. Содержащиеся в спичечной головке вещества могут вступить в реакцию, суммарным итогом которой будет выделение энергии, но чтобы запустить реакцию, придется сначала затратить небольшое количество энергии (достаточно тепловой энергии, выделяющейся, когда мы чиркаем спичкой о коробок). Энергия, необходимая для того, чтобы заставить вещества вступить в реакцию, называется энергией активации. Ферменты, действуя как катализаторы, снижают энергию активации.
Они повышают общую скорость реакции, не изменяя в сколько-нибудь значительной степени температуру, при которой эта реакция протекает.
